计算机的基本构成_1简述计算机的基本工作原理

组成原理简答题 　　概论 　　1.1计算机通常有哪些分类方法？ 　　答：1.按计算机体系结构分类（SISD、SIMD、MISD、MIMD） 　　2.按计算机的用途分类（通用、专用计算机） 　　3.按计算机的使用方式分类（桌上型、服务器型、嵌入式计算机） 　　4.按计算机的规模分类（巨型、大/中型、小型、微型计算机） 　　1.2冯.诺依曼计算机的主要设计思想是什么？ 　　答：1.采用二进制形式表示数据和指令；指令由操作码和地址码组成 　　2.采用存储程序，即把编写好的程序和原始数据预先放入计算机主存储器中，使计算机工作时能够连续、自动、高速地从存储器中取出一条条指令并执行，从而自动完成预定的任务；即”存储程序”和”程序控制”的概念。 　　3.指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行，程序分支由转移指令实现。 　　4.计算机硬件系统由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部件组成，并规定它们的功能。 　　5.计算机以运算器为中心，输入输出设备与存储器的数据传送通过运算器完成。 　　1.3计算机中有哪三中类型的语言？简述它们的特点和区别。 　　答：计算机中有机器语言、汇编语言、高级语言三种。 　　1.机器语言：是最低层的计算机语言，由代码”0″、”1″组成，它是计算机唯一可以直接识别和执行的语言，对于不同的计算机硬件，其机器语言不同。 　　2.汇编语言：是将机器语言用助记符号代替形成的一种语言，与具体的计算机有关，是面向机器的语言。 　　3.高级语言：是面向问题的程序设计语言，它是一种接近于人们使用习惯的语言，直观、通用，它与具体的计算机硬件配置无关。 　　1.4简述计算机系统的多级层次结构的分层理由及各层功能？ 　　答：计算机是一个很复杂的软、硬件的结合体。为了更好地表达和了解这些属性之间的管，以便于全面地了解计算机系统的整体结构，将计算机系统划分为多个层次结构。 　　1.第一层：微程序设计级，它是计算机的最底层–硬件层。 　　2.第二层：指令系统级，它所提供的是那些在计算机硬件可以读懂并可以直接操纵计算机硬件工作的二进制信息。它是计算机软件和硬件的分界。 　　3.第三层：操作系统级即虚拟机，它管理计算机的硬件和软件资源。 　　4.第四层：语言处理程序及其他系统软件级。方便用户更好地使用计算机。 　　5.第五层：应用程序级。它是针对计算机用户在某一应用领域为某些专门问题而开发的应用软件。 　　1.4什么是机器字长、指令字长、存储字长？ 　　答：机器字长是CPU一次能处理数据的位数，通常和CPU寄存器的位数有关；指令字长是机器指令中二进制代码的总位数；存储字长是存储单中存放二进制代码的总位数。 　　1.5什么是存储件、存储、存储基、存储单、存储字？ 　　存储件（又称存储、存储基）用来存放一位二进制信息； 　　存储单由若干个存储件组成，能存放多位二进制信息； 　　许多个存储单可组成存储矩阵（又称存储体） 　　存储字：每个存储单中二进制代码的组合，它可表示数值、指令、地址或逻辑数。 　　存储字长是存储单中存放二进制代码的总位数。 　　1.6计算机硬件系统的组成部件及其功能。 　　运算器：用来完成算术运算和逻辑运算，并将运算的中间结果暂存于运算器内； 　　存储器：用来存放程序和数据； 　　控制器：用来控制、指挥程序和数据的输入、运行并处理运算结果； 　　输入设备：用来将人们熟悉的信息转化为机器能识别的形式； 　　输出设备：可将机器运算结果转换为人们熟悉的信息形式； 　　1.7程序在计算机上的执行过程。 　　答：从程序的起始地址运行程序；用程序首地址从存储器中取出第一条指令，经过取指令、分析指令、执行指令等步骤控制计算机各更能部件协调运行，完成这条指令功能，并计算下一条指令的地址；用新得到的指令地址继续读出第二条指令并执行之，直到程序结束为止。 　　运算器 　　数据运算 　　3.1计算机中主要使用二进制来表示数据,原因主要有以下几点: 　　1.比较容易找到具有二值状态的物理器件来表示数据和实现存储 　　2.二值性使二进制数的存储具有抗干扰性强、可靠性高等优点 　　3.二进制数的运算规则非常简单，运算过程中的输入状态和输出状态较少，便于使用电子器件和线路加以实现 　　4.为实现逻辑运算和逻辑判断提供了便利。 　　3.2浮点数的加减运算的步骤 　　1.0操作数检查 　　2.对阶 　　3.尾数相加减 　　4.结果规格化 　　5.舍入处理 　　3.3浮点数的乘法运算的步骤 　　1.0操作数检查 　　2.阶码相加 　　3.尾数相乘 　　4.结果规格化 　　5.舍入处理 　　3.4浮点数的除法运算的步骤 　　1.0操作数检查 　　2.阶码相减 　　3.尾数相除 　　4.结果规格化 　　5.舍入处理 　　存储体系 　　4.1存储器有哪几种分类方法？分别可以分为哪几类？ 　　答：1.按存储介质分类：半导体存储器、磁存储器、纸袋存储器、光存储器 　　2.按存取方式分类：随机读写存储器（RAM）、只读存储器（ROM）、相联存储器（CAM）、顺序存储器（SAS）、直接存取存储器（DAS） 　　3.按信息的保存分类：永久记忆存储器、非永久记忆存储器 　　4.按在计算机系统中的作用：寄存器、高速缓冲存储器（Cache）、主存储器、辅存储器 　　4.2一些重要的术语解释。 　　1.随机读写存储器（RAM）：它的存储单既能被读又能被写，通过指令可以随机地、按地址对各个存储单进行访问，访问所需要的时间基本固定，而与存储单的地址无关，但是信息在断电后不能继续保存 　　2.只读存储器（ROM）：是一种只能读不能写入的存储器，信息在断电后可以继续保存 　　3.相联存储器（CAM）：访问一个字是通过它的部分内容而不是地址进行检索 　　4.顺序存储器（SAS）：只能按照某种顺序来存取，存取时间和存储单的物理位置有关。 　　5.直接存取存储器（DAS）：存取时间与信息所在的物理位置有关。 　　6.主存储器：简称主存，又称内存储器（内存），用来存放计算机运行期间所需要的大量数据和程序，CUP可以直接随机地对其进行访问，也可以和高速缓冲存储器以及辅存储器交换数据。 　　7.辅存储器：简称辅存，又称外存储器，是主存储器的后援存储器，用来存放暂时不用的程序和数据，以及一些需要永久性保存的信息，它不能和cpu直接交换信息。 　　8.存储容量：是指主存存放二进制代码的总位数。 　　9.多端口存储器：是指同一个存储器具有两组相互独立的读/写控制线路，允许两个独立的CPU或控制器异步地访问存储单，是一种高速工作的存储器。 　　10.多体交叉存储器：主存由M个一字宽的存储体组成，采用M个存储体并行存取的方式，对CPU连续访问M个字成块传送，大大提高存储器带宽。 　　11.读/写周期（存储周期）：指存储器进行一次完整的读/写操作所需要的全部时间，也就是连续两次访问存储器所需的最小时间间隔。 　　14：存取时间：1.读时间：是指存储器接到读命令信号到其数据输出端有信号输出为止；2.写时间：是指存储器接到写命令信号到将数据线上的数据写入被选单的时间。 　　15.存储器带宽：单位时间内写入存储器或从存储器取出信息的最大数量。 　　4.3存储系统分哪几个层次？各有什么特点？为什么采用分层体系结构？存储器的性能指标? 　　答：1.Cache和主存层次：为了解决CPU和主存的速度不匹配的问题。 　　特点：CPU可以直接从Cache中获得信息，从而提高访存速度，Cache和主存层次之间的信息调度由辅助硬件完成 　　2.主存和辅存层次：主要解决存储系统的容量问题。 　　特点：采用虚拟存储技术，把主存辅存看成一个整体，从整体上看，速度取决于主存，容量取决于辅存，主存和辅存层次之间的信息调度由辅助硬件和操作系统共同完成 　　通常用存储容量、存取周期、存储器的带宽来反映存储器的性能。 　　4.4说明主存储器的组成，并比较SRAM和DRAM有何不同之处？ 　　答：（1）主存储器由译码器、驱动器、存储体、读/写电路等组成 　　（2）SRAM是由触发器工作原理存储信息，当信息读出后，它仍保持其原状态，不需再生；DRAM是由电容存储电荷的原理存储信息，即使电源不掉电也会自动消失，所以必须进行刷新或再生；DRAM的集成度远高于SRAM（在同样大小的芯片中）；DRAM按行、列地址先后顺序传送；DRAM比SRAM功耗小，价格便宜；DRAM比SRAM速度低； 　　（3）DRAM的容量大，存储单多，地址线的位数较多，为了减少芯片的引脚数，就要把存储单的地址分为行、列地址两部分表示，在对每个存储单读/写操作时，地址需分两次输入。 　　4.5简述虚拟存储器的含义和作用。 　　答：虚拟存储器是指具有请求调入功能和置换功能，能从逻辑上对内存容量进行扩充的一种存储器系统。 　　作用：分割地址空间，解决主存容量问题和实现程序的重定位。 　　4.6提高存储器速度的方法？ 　　答：1.采用高速部件，选用存取周期短的芯片 　　2.采用并行操作的多端口存储器 　　3.在CPU和主存之间加入高速缓存存储器 　　4.在每个存储器周期中存取几个字 　　4.7Cache有哪几种地址映射方法？各有何特点？ 　　答：1.直接映射：主存的一块只能复制到Cache的一个特定行位置上去，主存的地址有高位标记、字块地址、块内地址三个标记。这种映射关系实现简单，但是主存的块只能固定地对应着某个缓存块，不够灵活，命中率低。较适合容量大的Cache。 　　2.全相联映射：主存中的任一块都可以映像到Cache的任一块上，主存的地址有高位标记、块内地址两个标记。机制灵活，命中率高，但所需要的逻辑电路较多，成本高。较适合容量小的Cache。 　　3.组相联映射：是前两中的折中。主存的地址有高位标记、组地址、块内地址三个标记。比直接映像灵活，命中率高，比全相联映射所需成本低。较适合容量小的Cache。 　　4.8 什么是刷新？刷新有几种方式？ 　　答：DRAM是由电容存储电荷的原理存储信息，电容上的电荷要放电，为了维持所存的信息，需要在一定的时间内（2ms）内，将所存的信息读出再重新写入，这一过程叫刷新。 　　刷新有三种方式：1.集中刷新：在2ms内，集中一段时间对存储芯片的每一行刷新一遍，在这段时间内不能对存储器进行访问。 　　2.分散刷新：系统把每一行的刷新分散到各个存储周期内，将存储周期分为2半，前半段进行读/写操作，后半段进行刷新，显然整个系统的速度降低了，但是分散刷新没有存储器的死时间 　　3.异步刷新：在2ms内分散地对存储芯片的每一行刷新一遍，这样就避免了分散式刷新中不必要的多次刷新，提高了整机速度。 　　4.9简述主存的读/写过程。 　　1.存储器读操作：地址送到CPU片内总线，并送入地址寄存器（AR）；控制器发生存储器读命令信号，启动存储器读操作，并将读出的数据从数据总线接受至数据寄存器（DR）上。 　　2.存储器写操作：地址送到CPU片内总线，并送入地址寄存器（AR）；送数据到DR上，控制器发生存储器写命令信号，启动存储器写操作。 　　指令系统 　　5.1指令包括哪几部分？各表示什么含义？ 　　答：指令由操作码和地址码组成。操作码用来指明该指令所要完成的操作。地址码用来寻找执行指令所需要的操作数。 　　5.2重要术语： 　　1.指令：就是机器语言的一个语句，它是一组有意义的二进制代码 　　2.指令系统：一台计算机的所有指令的集合 　　5.3简述指令操作码的扩展技术的基本方法以及优点。 　　使操作码的长度随着地址数的减少而增加，不同的地址数的指令可以具有不同长度的操作码，从而有效缩短指令字长。特点：它可以缩短指令字长，增加指令字所能表示的操作信息，但是需要更多的硬件支持。 　　5.4确定寻址方式的目的和意义是什么？ 　　寻址方式是指：确定本条指令的操作数地址以及下一条将要执行的指令的地址的方法。 　　使用寻址方式的好处：1.丰富程序设计手段，方便程序的设计，提高程序执行的效率 　　2.压缩程序占用的存储空间。使指令的地址码尽可能地缩短，而访问的存储空间尽可能地大。 　　5.5说明变址寻址和基址寻址的主要区别。 　　答：1.具体的应用场合不同。变址寻址面向用户，可以用于访问字符串、数组、表格等成批数据或者其中的某些素。基址寻址面向系统，用于解决程序的重定位和短地址访问大空间的问题。 　　2.使用方式不同。变址寻址时，指令中提供的形式地址是一个基准地址，而变址寄存器的内容可以作为修改量；而基址寻址时，指令中提供的形式地址是一个位移量，而基址寄存器里存放的是基准地址。 　　5.6CISC、RISC的特点 　　答：CISC的中心思想时在指令系统中增加更多更复杂的指令，以适应不同应用领域的需要。其主要特点如下： 　　1.指令长度不固定，指令格式多，寻址方式多。 　　2.可以访存的指令不受限制 　　3.各种指令使用频率相差很大 　　4.各种指令执行时间相差很大，大多数指令需要多个时钟周期才能完成。 　　5.控制器大多数采用微程序控制。 　　6.难以用优化编译生成高效的目标代码程序。 　　CISC架构的CPU：Intel Xeon，AMD Opteron 　　RISC的中心思想是要求指令系统简化，尽量使用寄存器-寄存器操作指令，其主要特点： 　　1.选取使用频度较高的一些简单指令，复杂指令的功能由简单指令的组合来实现。 　　2.指令长度固定，指令格式种类少（指令条数少），寻址方式种类少。 　　3.只有取数/存数指令访存，其余指令的操作在寄存器之间。 　　4.CPU中有多个通用寄存器。 　　5.控制器采用组合逻辑控制 　　6.采用流水技术，大部分指令在一个时钟周期完成 　　7.采用优化了的编译程序 　　RISC架构的CPU：MIPS、IBM80、RISC 1 　　CISC和RISC的比较： 　　1.RISC更能充分利用VLSI芯片的面积。 　　2.RISC更能提高运算速度。 　　3.RISC便于设计，可降低成本，提高可靠性。 　　4.RISC有利于编译程序代码优化 　　5.RISC不易于实现指令系统兼容。 　　5.7在一地址指令和二地址指令中，如何指定两个操作数地址？如何存放操作结果？ 　　答：一地址指令： 　　OP 　　A1  　　  　　一地址指令，指令中的地址码提供一个操作数，而另外一个操作数由计算机隐含提供的。结果存在地址码里面。 　　二地址指令： 　　OP  　　A1  　　A2  　　  　　二地址指令，两个操作数分别由两个地址码提供，结果存在A1里面  （课本P228页） 　　（在回答这个题目的时候，把对应的指令格式画出来，然后说明各种情况） 　　5.8简述指令操作码的扩展技术的基本方法。 　　答：采用可变操作码长度格式，操作码的长度随着地址数的减少而增加。另 外还要根据指令出现的频度来分配操作码的长度，使用频度高的指令分配较短 的操作码，而频度低的指令分配较长的操作码。  　　5.9说明间接寻址和直接寻址的不同？变址寻址和基址寻址的不同？ 　　直接寻址：在指令格式的地址字段中直接指出操作数在内存的地址。 　　间接寻址：相对于直接寻址而言的，指令地址字段的形式地址不是操作数的真正地址，而是操作数地址的指示器，或者说是单的内容才是操作数的有效地址。 　　基址寻址：其中的形式地址是可变的，基址寄存器的内容是一定的 　　变址寻址：形式地址不变，变址寄存器的内容可变  因此它可用于处理数组问题 　　几种常见的寻址方式要搞清楚，以及特点，用途，可以寻址的范围，指令的形式 　　5.10 说出5种存储器类型操作数的寻址方式，说明它们的有效地址计算方法。 　　答：这是2015年出的一道问答题，如果认真看第六章课本会发现这题并不难。首先做一道题目要明确题目中考了什么问题。 　　分析：考察点：1.什么是寻址方式2.什么是操作数类型。3.有效地址的计算。 　　寻址方式：寻址方式是指：确定本条指令的操作数地址以及下一条将要执行的指令的地址的方法。（整理背诵5.3） 　　寻址方式分为两种：指令寻址和操作数寻址 　　指令寻址：顺序寻址（PC+1）和跳跃寻址（JMP指令） 　　数据寻址：七种基本的。 　　有七种基本的寻址方式：立即寻址，寄存器寻址，直接寻址，寄存器间接寻址，寄存器相对寻址，基址变址寻址，相对基址变址寻址。 非常重要！！ 　　操作数类型有什么？立即数，寄存器里的操作数，内存操作数，I/O端口里的操作数 （觉得可能会考填空题，注意一下） 　　其中，后五种寻址方式（即直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址寻址和相对基址变址寻址）属于存储器寻址，用于说明操作数或操作数地址所在存储单的地址。这五种方式也就是确定存放操作数的存储单有效地址EA的方法，这里所说的有效地址就是在存储器分段中所说的段内偏移地址。 　　本题答案： 　　直接寻址、寄存器间接寻址、基址寻址、变址寻址和基址变址寻址属于存储器寻址。 　　有效地址计算： 　　一般指令的格式为 　　OP（操作码） 　　MOD(寻址特征) 　　形式地址A 　　记EA为有效地址。 　　直接寻址：EA=A 　　寄存器间接寻址:EA=(RI) 　　基址寻址：EA=A+(RB) 　　变址寻址：EA=A+(IX) 　　基址变址寻址：EA=A+(RB) +(IX) 　　控制器 　　6.1什么是指令？什么是微指令？它们有什么关系？指令包含哪些部分？微指令又包含哪些部分？程序由什么部件确定顺序执行？怎样实现转移？微程序中的顺序执行和转移可以用什么方法实现？ 　　答：1.指令就是机器指令，每一条指令可以完成一个独立的算术运算或逻辑运算操作；控制器通过控制线向执行部件发出各种控制命令，通常把这些命令叫做微命令，而一组实现一定操作功能的微命令的组合，构成一条微指令。 　　2.一条指令在执行时，需要计算机做很多微操作。在微操作控制器中，一条机器指令需要由一组微指令组成的微程序来完成，即微程序完成对指令的解释执行。因此，一条指令对应多条微指令，而一条微指令可以为多个机器指令服务。 　　3.指令包含操作码和地址码；微指令包含控制字段、判别测试字段、下址字段。 　　4.通过PC加1来使PC指向下一条顺序执行的指令；通过转移指令实现程序的转移，当执行转移指令时，把运算所得的转移目标地址送至PC 　　6.3控制器的基本功能是什么？它由哪些基本部件组成？ 　　控制器的功能是：按照特定的顺序取出并解释程序中的每一条指令，然后产生一系列与运算器和其他部件相应的操作控制信号，计算机各部件在控制信号控制下协调工作，一步步地完成指令规定的工作。 　　基本组成： 　　1.程序计数器2.指令寄存器3.指令译码器4.操作控制信号形成部件5.时序信号产生器 　　6.4控制器有哪几种控制方式？它们各有什么特点？ 　　答：1.同步控制方式，控制器产生统一的、顺序固定地、周而复始的节拍电位（机器周期信号）和节拍脉冲（时钟周期信号），电路简单，运行速度慢。 　　2.异步控制方式：每个微操作的时钟周期个数可能不同。控制器的电路比较复杂。 　　3.联合控制方式：把以上两种结合的方式。思想是，在功能部件内部采用同步控制方式，在功能部件之间采用异步控制方式。能保证一定的速度，控制电路设计相对复杂。 　　6.5简述主存和控存、程序和微程序、指令周期和微指令周期的异同。 　　答：主存用来存放系统程序和用户程序，容量大；控存存放机器指令系统的微程序，容量有限 　　程序是由机器指令构成，用户编址，可以修改；微程序由微指令构成，用于描述机器指令，由计算机设计者编制，而不允许用户修改。 　　指令周期指从主存储器中读取一条机器指令并执行完相应的操作所需要的时间，指令周期时间可以变化；微指令周期是从控制存储器读取一条微指令并执行完相应的操作所需要的时间，指令周期时间一般是固定的。 　　6.7重要术语： 　　1.组合逻辑控制单：控制单CU是提供完成机器全部指令微操作命令序列的部件。微操作序列有两种形成方法，一种是组合逻辑设计方法，为硬布线逻辑，用这种方法设计的CU即为组合逻辑控制单 　　2.微程序控制单：另一种是微程序设计方法，为存储逻辑，用这种方法设计的CU即为微程序控制单 　　3.机器语言程序：是机器指令的有序集合 　　4.微程序：微指令的有序集合。 　　5.机器指令：由”0″、”1″代码组成，能被机器直接识别 　　6.微指令：由”0″、”1″代码组成，能被机器直接识别，一条机器指令是有序微指令的集合 　　7.微操作命令：控制完成微操作的命令 　　8.微操作：是由微操作命令控制实现的最基本操作 　　9.主存：用来存放程序和数据，在CPU外部，用RAM实现 　　10.控存：用于存放微程序，在CPU内部，用ROM实现 　　13.水平型微指令：一次能定义并执行多个并行操作。从编码方式看，直接控制，字段直接编码，字段间接编码都属于水平型微指令 　　14.垂直线微指令 ：采用类似机器指令操作码的方式，在微指令中设置微操作码字段，由微操作码字段规定微指令的功能。这种微指令不强调其并行控制功能。 　　15.静态微程序设计：通常一台机器的指令系统是固定地，对应每一条机器指令的微程序是计算机设计者事先编好的，因此一般微程序无须改变，这种微程序设计技术即为静态微程序设计，其控存采用ROM。 　　16.动态微程序设计：如果用改变微指令和微程序来改变机器的指令系统，这种微程序设计技术即为动态微程序设计，其控存采用EPROM。 　　17.PC：程序计数器，用来保存指令的地址 　　18.IR ：指令寄存器，控制器从内存中取出指令，存放在里面，以便控制器对指令译码、执行 　　19.指令周期：是指计算机从取出一条指令并完成该指令所需要的时间 　　20.机器周期：又称CPU时间，指CPU从内存中读取一个指令字的最短时间 　　21.时钟周期：又称节拍周期，是处理器操作的最基本时间单位，即T周期 　　22.微地址：微指令在控存中的地址 　　23.微程序入口 ：硬件将操作码映射成该指令对应的执行指令周期中的第一条微指令的地址 　　24.字段直接编译法：将互斥的微命令编成一组，用编码表示一个微命令 　　25.直接控制法：微指令的控制字段，每一位代表有一个微命令 　　26.字段间接控制法：在这种编码方式中，某一字段所产生的微命令，是和另一字段的代码联合定义的 　　28.指令译码：为了执行IR里面的指令，必须对指令的操作码进行译码以识别该指令所要求的操作。 　　29.流水线 ：是把一个重复的过程分解为若干子过程，每个子过程与其他子过程并行执行 　　31.毫微程序：解释微程序的微程序 　　  　　6.8比较硬布线控制器和微程序控制器的异同点。 　　  　　答：（1）它们的根本区别在于微操作控制信号的产生方法不同：微程序控制器是事先将编写好的微代码放入控制存储器，执行过程中在需要时再从控制存储器中读取并送出的；而硬布线控制器是由组合逻辑电路产生微操作控制信号。 　　（2）从电路的整齐性来说，微程序控制的电路相对整齐，而硬布线控制器电路设计则较为烦琐，不整齐。 　　（3）从指令系统的易扩充性来说，微程序控制器易修改和扩充，而硬布线控制器不易修改和扩充。 　　（4）微程序控制器执行指令的速度相对硬布线控制器要慢。 　　微程序控制器早先多应用于CISC系统，硬布线控制器多应用于RISC系统。 　　6.9指令和数据均放在主存中，CPU如何从时间和空间两个方面对它们加以区别？ 　　答：从时间上将，取指令事件发生在”取指周期”，取数据事件发生在”执行周期”。 从空间上讲，从内存读出指令流流向控制器的指令寄存器IR，从内存读出数据流流向运算器的通用寄存器。 　　6.10cpu具有的功能： 　　指令控制，确保计算机指令按程序的顺序执行； 　　操作控制，一条指令的功能通常由若干个操作信号（微操作）组合起来实现，cpu控制这些微操作的产生、组合、传送和管理； 　　时间控制，使各种微操作和指令的执行严格按照时间序列进行； 　　4.数据加工，由运算器对数据进行算术运算和逻辑运算。 　　6.11控制器由哪些基本部件组成？ 　　1.程序计数器：存放当前正在执行的指令的地址或者下一条指令的地址 　　指令寄存器：控制器从内存取出指令，存放在指令寄存器中，以便于控制器对指令进行译码、执行 　　指令译码器：对指令的操作码进行译码，来识别该指令所要求的操作 　　操作控制信号形成部件：根据指令的操作码以及时序信号，产生取指令和执行这条指令所需要的各种微操作控制信号，以便正确地建立数据通路，完成对取指令和执行指令的控制 　　时序信号产生器：负责提供时钟信号和机器周期信号，以规定每个操作的时间 　　6.12水平型微指令和垂直型微指令 　　1.水平型微指令:采用长格式，一条微指令能控制数据通路中多个功能部件并行操作。 　　2.垂直型微指令：采用短格式，一条微指令只能控制一两种操作。 　　3.水平型微指令与垂直型微指令的比较： 　　(1)水平型微指令并行操作能力强，指令高效，快速，灵活，垂直型微指令则较差。 　　(2)水平型微指令执行一条指令时间短，垂直型微指令执行时间长。 　　(3)由水平型微指令解释指令的微程序，有微指令字较长而微程序短的特点。垂直型微指令则相反。 　　输入输出系统 　　7.1I/O与主机交换信息有哪几种控制方式？各有什么特点？ 　　答：主机与I/O交换信息的控制方式有： 　　1.程序查询方式。其特点是主机与I/O串行工作。CPU启动I/O后，时刻查询I/O是否准备好，若设备准备就绪，CPU便转入处理I/O与主机间传送信息的程序；若设备未做好准备，则CPU反复查询，”踏步”等待直到I/O准备就绪为止。可见这种方式CPU效率很低。 　　2.程序中断方式。其特点是主机与I/O并行工作。CPU启动I/O后，不必时刻查询I/O是否准备好，而是继续执行程序。当I/O准备就绪时，向CPU发中断请求信号，CPU在适当的时候响应I/O的中断请求，暂停现行程序为I/O服务。这种方式消除了”踏步”现象，提高了CPU的效率。 　　3.DMA方式。其特点是主机与I/O并行工作，主机与I/O之间有一条直接数据通路。CPU启动I/O后，不必查询3I/O是否准备好 　　4.通道方式。通道是一个具有特有功能的处理器，CPU把部分权利下放给通道，由它实现对外围设备的统一管理和外围设备与主存之间的数据交换，大大提高了CPU的效率，但它是以花费更多的硬件为代价的。 　　5.I/O处理机方式。它是通道方式的进一步发展，CPU将I/O操作及外围设备的管理权全部交给I/O处理机，其实质是多机系统，因而效率有更大提高。 　　7.2何谓中断？简述中断全过程。 　　中断是指计算机在执行程序的过程中，当出现异常情况或特殊请求时，计算机停止现行程序的运行，转向处理该情况，处理完之后回到现行程序的间断处的过程。 　　CPU响应中断请求的条件是EINT”允许中断触发器”的值为”1″。 　　其处理过程如下： 　　中断请求：即外部设备的INTR”中断请求触发器”值被设为”1″。 　　中断判优：即从排队器中挑选合适的中断请求进行处理。 　　中断响应：EINT=”1″且该设备被排队选中进入中断响应阶段，由中断响应信号INTA将排队器输出送至编码器形成向量地址。 　　中断服务：通过输入指令将数据缓冲寄存器的输入值CPU的寄存器，再存入主存的相关单。 　　中断返回：回到原运行程序的断点处。 　　简述的时候只写黑体字就OK，即中断全过程：中断请求、中断判优、中断响应、中断服务、中断返回 　　7.3简要说明中断请求线的几种传送方式，并比较他们的优缺点 　　1.公共中断请求线：负载允许的情况下，中断源的数目可随意扩充 　　2.独立中断请求线：提高中断的响应速度，但不便于扩充 　　3.二维中断请求结构：综合前两种的方法，便于管理数目较多的中断源且有较快响应速度 　　7.4说明是中断屏蔽字，它的作用 　　描述”中断屏蔽”状态的一组”二进制信息”。  　　作用：CPU通过设置中断屏蔽字来中断对某些可屏蔽中断源的响应。 　　7.5什么是中断嵌套，它解决了什么问题？如何才能实现中断嵌套 　　中断嵌套：（P344）就是说当一个中断（暂且称它为中断A）发生后，处理器正在执行中断A服务程序时，又有一个中断B申请中断（前提是 中断B的优先级比中断A的优先级高），此时处理器不得不停止执行中断A服务程序，转而去执行中断B服务程序，执行完B后，返回到中断A继续执行，执行完A后，返回主程序。 　　解决的问题（其实也就是作用）： 使用中断嵌套可以使高优先级别的中断得到及时的响应和处理。 　　如何实现：在中断服务程序中必须适时开放中断 　　7.6名词: 　　    中断向量：中断服务程序的入口地址。在某些计算机中，中断向量的位置存放一条跳转到中断服务程序入口地址的跳转指令。 　　    中断隐指令：CPU响应中断之后，经过某些操作，转去执行中断服务程序。这些操作是由硬件直接实现的，把它称为中断隐指令。 　　    DMA：直接内存访问 　　    多重中断：CPU在响应处理中断过程中,允许响应处理更高级别的中断请求,这种方式称为多重中断。 　　7.7中断的处理过程： 　　中断请求：P335 　　中断响应：P341  　　中断响应的条件，中断响应的过程 　　中断服务：P343 的图一定要记住 　　中断返回